Kablosuz Ağlarda Gizli Düğüm Probleminde IEEE 802.11 MAC Katmanı RTS/CTS Mekanizmasının Çoklu Ortam Uygulamalarında Performansa Etkisi

Öz Tüm dünyada mobil ve kablosuz ağ kullanımının daha popüler hale gelmeye başlaması ile birlikte trafik çarpışmaları (collision) artmış ve performansın artırılması amacıyla performans analizleri yapılması gerekliliği ortaya çıkmıştır. Yapılan önceki çalışmalar sonucunda; kablosuz ağlarda RTS/CTS (Request to Send/ Clear to Send) mekanizmasında RTS değerlerinin, veri taşıma performansı üzerinde etkili olduğu tespit edilmiştir. Bu amaçla çalışmada, IEEE 802.11 MAC protokolünde çoklu ortam uygulamaları için gizli düğüm probleminin olmadığı ve olduğu durumlarda RTS/CTS mekanizmasının kullanılmasının veri taşıma performansı üzerinde etkileri ortaya çıkarılmıştır. RTS’nin kapalı olduğu ve RTS değerlerinin 1-200-400-800-1600-2346 byte olarak seçildiği senaryolar kullanılmıştır. Kullanılan değerler RTS mekanizmasının eşik değerleridir. RTS değerinden daha büyük veri çerçeveleri geldiğinde RTS/CTS mekanizması devreye girmektedir. Birim zamanda gönderilen paket miktarı (Throughput), yeniden iletim girişimi sayısı (Retransmission Attempts), düşürülen paket sayısı (Packet Drop), gecikme (delay) ve alınan veri trafiği kriterleri kullanılarak RTS/CTS mekanizmasının ağ performansına etkileri incelenmiştir. Uygulamalar OPNET Modeler benzetim aracı kullanılarak 6 düğümlü bir yapı ile 14 senaryo üzerinde gerçekleştirilmiş olup çalışma sonucunda RTS/CTS mekanizmasının performansı artırdığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Gizli Düğüm Problemi, RTS/CTS, WLAN Performans analizi, IEEE 802.11 MAC protokolü

PDF

___

M. A. Khan, T. A. Khan, M. T. Beg, "RTS/CTS Mechanism of MAC Layer IEEE 802.11 WLAN in Presence of Hidden Nodes", International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT), 2(5), 232-236, 2012.
N. Poudyal, H. C. Lee, B. S. Lee, Y. Byun, E. Y. Tao, "The impact of RTS/CTS frames on TCP performance in mobile ad hoc-based wireless LAN", IEEE 11th International Conference on Advanced Communication Technology (ICACT),1554 - 1559, 15-18 Feb. 2009.
H. C. Lee, "The Effect of RTS/CTS Frames on the Performance of Ad Hoc-Based Mobile LAN", IEEE Third International Conference on Advances in Mesh Networks, 63-68, 2010.
M. H. Ali, M. K. Odah, "Simulation Study of 802.11b DCF Using OPNET Simulator", Eng.& Tech. Journal, 27(6), 1112 - 1117, 2009.
H. Jasani, N. Alaraje, "Evaluating the Performance of IEEE 802.11 Network using RTS/CTS Mechanism", IEEE International Conference on Electro/Information Technology, 616-621, 2007.
G. Habib, C. Bassil, "Influence of the RTS/CTS in VANET", IEEE 13th Mediterranean Microwave Symposium (MMS),1-4, 2-5 Sept. 2013.
S. Manitpornsut, B. Landfeldt, A. Boukerche, "Improving densely deployed wireless network performance in unlicensed spectrum through hidden-node aware channel assignment", Performance Evaluation Journal (Elsevier ScienceDirect), 68(9), 825-840, 2011.
W. Chien-Min, H. Ting-Chao, "The impact of RTS/CTS on performance of wireless multihop ad hoc networks using IEEE 802.11 protocol.", IEEE International Conference on Systems Man and Cybernetics, 4, 3558-3562, 2005.
S. Kumar, V. S. Raghavan, J. Deng, "Medium Access Control protocols for ad hoc wireless networks: A survey", Ad Hoc Networks Journal (Elsevier ScienceDirect), 4(3), 326-358, 2006.
A. Matoba, M. Hanada, H. Moon, M. W. Kim, "Asymmetric RTS/CTS in ad hoc Wireless LAN.", IEEE 16th International Conference on Advanced Communication Technology (ICACT), 575 - 578, 2014.
H. H. BALIK, "Kablosuz Ağ Protokolleri Dersi", Trakya Üniversitesi Mühendisliği Anabilim Dalı Paralel Mimariler ve Sayısal Haberleşme Dersi Ders notları, 2011. Mimarlık Fakültesi Bilgisayar
B. Mawlawi, J-B. Dor´e, "CSMA/CA with RTS/CTS Overhead Reduction for M2M Communication with Finite Retransmission Strategy", IEEE International Conference on Wireless Communications and Mobile Computing (IWCMC), 1107 - 1111, 24-28 Aug. 2015.
X. Chang, "Network Simulations With Opnet", Proceedings of the 31st conference onWinter Simulation Conference, 1, 307 - 313, 1999.
OPNET, "OPNET Modeler 11.5 Documentation", OPNET Technologies, Release 11.5, 2006.
M. I. Youssef, A. E. Emam, M. Adb Elghany, "Direct sequence spread spectrum technique with residue number system", International Journal of Electrical, Computer and Systems Engineering, 3(4), 223-230, 2009.
H. B. Salameh, "Spread spectrum-based coordination design for spectrum-agile wireless ad hoc networks",Journal of Network and Computer Applications,57, 192-201, 2015.
T. Kang, X. Li, C. Yu, J. Kim, "A survey of security mechanisms with direct sequence spread spectrum signals",Journal of Computing Science and Engineering,7(3), 187-197, 2013.
G. Katsaounis, O. Tsilomitrou, S. Manesis, "A Wireless Sensors and Controllers Network in Automation A Laboratory-Scale Implementation for Students Training", IEEE 22nd Mediterranean Conference on Control and Automation (MED), 1067 - 1073, 16- 19 June 2014.